近日，浙江大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院劉旭教授和匡翠方教授課題組提出了一種新穎的光學(xué)成像技術(shù)——多角度干涉顯微鏡（MAIM），實(shí)現(xiàn)了對生物體內(nèi)活細(xì)胞的多色、長時(shí)程、高速和三維超分辨成像，為微管、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體和細(xì)胞膜等亞細(xì)胞器的生物動力學(xué)分析提供了有力的研究工具。這項(xiàng)研究發(fā)表在知名期刊《自然·通訊》上。 1c429&-  
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研究從諾貝爾獎(jiǎng)開始 z]C=nXbk  
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沈復(fù)在《浮生六記》中曾寫道，余憶童稚時(shí)，能張目對日，明察秋毫，見藐小之物必細(xì)察其紋理，故時(shí)有物外之趣。 'ey62-^r6  
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到了現(xiàn)代社會，要看清楚微觀世界，人們研究出了顯微鏡。 }@ktAt  
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為滿足紛繁復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)要求，顯微鏡已經(jīng)衍生出多個(gè)門類。以光學(xué)顯微鏡而言，就有便于測定礦物光學(xué)常數(shù)的紅外顯微鏡，用于鑒定物質(zhì)細(xì)微結(jié)構(gòu)光學(xué)性質(zhì)的偏光顯微鏡，適合觀察活細(xì)胞、進(jìn)行定點(diǎn)光漂白實(shí)驗(yàn)的雙光子熒光顯微鏡等，它們在不同條件下各具優(yōu)勢，同時(shí)也有各自的技術(shù)局限。 u<N`;s  
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2014年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了超分辨熒光顯微技術(shù)的發(fā)明者，這一技術(shù)利用特定的熒光染料實(shí)現(xiàn)光學(xué)的超分辨，突破衍射極限，到達(dá)200納米以下的尺度�？茖W(xué)家們可以通過光學(xué)顯微鏡，看到細(xì)胞的精細(xì)結(jié)構(gòu)。 hW/Ve'x[  
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劉旭介紹，這項(xiàng)技術(shù)也有自己的弊端，比如對熒光染料有特殊的擦除或者開關(guān)效應(yīng)要求，或需要獲取成百上千張?jiān)�始圖像以重構(gòu)超分辨圖像，因此成像時(shí)間較長�！岸虅t十幾秒，長則幾十分鐘才能獲得一張超分辨圖像，對于捕捉活細(xì)胞的運(yùn)動瞬間仍舊困難重重�！� >;bym)  
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劉旭還告訴記者，現(xiàn)有超分辨顯微還有一個(gè)較大的瓶頸是，在大多數(shù)情況下，成像需要很強(qiáng)的激發(fā)光，這對細(xì)胞，尤其是活細(xì)胞來說很不友好，常常會將細(xì)胞殺死。而且強(qiáng)光照射也會導(dǎo)致熒光分子被快速漂白，無法對活細(xì)胞進(jìn)行長時(shí)程成像。 HRjbGc|[  
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因此，如何規(guī)避現(xiàn)有的瓶頸，捕捉到活體狀態(tài)下亞細(xì)胞、蛋白的運(yùn)動，成為了課題組要攻克的難題。 9Li
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洞見新世界 探尋生命原理 @iXBy:@  
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課題組提出了一種基于非共軸干涉系統(tǒng)的新型光學(xué)成像技術(shù)。該方法結(jié)合了結(jié)構(gòu)光照明顯微技術(shù)和多角度全內(nèi)反射照明顯微技術(shù)，適用于任何熒光染料標(biāo)記下的超分辨成像。 ^OX}y~'  
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常規(guī)光學(xué)顯微鏡的分辨率具有極限，在可見光照明區(qū)域，橫向極限分辨率是成像光波長的一半(250-300納米) ，軸向上500-600納米。而結(jié)構(gòu)光照明顯微技術(shù)只將橫向和軸向分辨率上提升了一倍。 m"n" 1;o=  
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課題組巧妙地把多角度全內(nèi)反射照明引入到結(jié)構(gòu)光照明顯微技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)了橫向分辨率~100納米，軸向分辨率~40納米的三維超分辨成像。 \%bJXTK&W  
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在成像速度提升方面，課題組通過利用變角度倏失場照明下的結(jié)構(gòu)光成像，并結(jié)合計(jì)算成像模型，使得三維成像速度大大提升。同時(shí)由于所需光劑量低，成像速度快，減少了熒光漂白，有利于長時(shí)程觀測。對活細(xì)胞內(nèi)線粒體和微管的成像結(jié)果如圖2所示，揭示了它們的三維動態(tài)變化。 W[qy4\.B  
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“對細(xì)胞膜附近的細(xì)胞器進(jìn)行三維快速超分辨成像，可以為亞細(xì)胞研究提供可能，揭示生命內(nèi)在規(guī)律�！睂Υ耍瑒⑿衽e了如下例子：過去進(jìn)行藥物效果實(shí)驗(yàn)，大多只能通過整體的結(jié)果研究來了解藥物療效，而無法研究藥物是如何穿透細(xì)胞膜，如何運(yùn)動以及如何相互作用的。未來就可通過MAIM顯微鏡，了解這些動態(tài)過程，從而大大提高各種研究的效率。 <|?)^;R5!  
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這一新穎的成像技術(shù)已經(jīng)研制成儀器，目前正在產(chǎn)業(yè)化過程中。（來源：科技日報(bào) 作者：江耘）